Método de treinamento de força estática para camundongos diabéticos tipo 2
Summary
Este protocolo fornece um método simples de fazer equipamentos de treinamento estático para camundongos. O dispositivo mantém a contração isométrica muscular dos membros de camundongos para verificar o efeito da intervenção do exercício tradicional no diabetes tipo 2 (DM2) e fornece nova terapia de exercícios para o tratamento clínico do DM2.
Abstract
O tratamento do diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma grande dificuldade na melhoria da saúde do paciente. O exercício é uma das principais intervenções para o DM2. O treinamento de força estática é uma das principais formas de esportes tradicionais na China. A pesquisa mostra que o treinamento de força estática é um método clínico eficaz para a intervenção do DM2, mas não existe um dispositivo experimental adequado para treinamento estático em camundongos. Uma das dificuldades em passar da pesquisa clínica para a pesquisa básica é projetar dispositivos experimentais apropriados. A fim de estudar mais a fundo o mecanismo de intervenção de treinamento estático no DM2, um método simples para fazer um dispositivo de treinamento estático para camundongos é introduzido neste artigo. Este dispositivo tem as vantagens de operação simples, material barato e alta viabilidade. Estudos anteriores conduzidos sob este protocolo mostraram que o treinamento estático pode efetivamente reduzir os níveis de glicose no sangue e melhorar a função mitocondrial das células musculares esqueléticas em camundongos DM2. O objetivo da introdução deste dispositivo é promover pesquisas sobre o mecanismo do exercício tradicional na intervenção do DM2 e estabelecer uma base para a intervenção quantitativa do exercício.
Introduction
O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma doença crônica caracterizada por resistência à insulina e disfunção de células β que é uma ameaça significativa à saúde global1. O exercício é uma intervenção crucial no tratamento do diabetes tipo 2. Numerosos estudos mostraram que os métodos tradicionais de exercícios chineses, como Tai Chi e Ba Duan Jin, melhoram significativamente os níveis de glicose no sangue e a qualidade de vida de indivíduos com DM2,3,4,5. Para executar esses movimentos, o treinador deve manter um corpo estável e uma posição articular por um período de tempo. A posição estática é sustentada pela realização de contrações musculares estáticas, o que é comumente referido como força estática6.
No entanto, o mecanismo de intervenção do treinamento de força estática no DM2 não foi esclarecido. Para responder a essa pergunta, experimentos com animais são essenciais. Durante os exercícios isométricos, os músculos são ativados, mantêm um comprimento constante e atingem a tensão máxima com segurança7. Em experimentos com treinamento de força estática, o animal de teste é obrigado a realizar contrações musculares isométricas e manter esse estado de contração muscular. Como implementar o treinamento de força estática em camundongos, ratos e outros animais de laboratório tornou-se um grande problema na pesquisa. Primeiro, os animais lutam para obedecer aos comandos e contrair seus músculos conforme necessário. Em segundo lugar, é difícil para o animal manter uma posição estável sob resistência, e o objetivo da contração muscular isométrica não pode ser alcançado. Ao permitir que os animais treinem conforme necessário, é importante abordar as preocupações relacionadas ao bem-estar animal, como aliviar o estresse e a ansiedade, minimizar a dor e melhorar as condições gerais. Este protocolo pertence a um modelo de treinamento estático para ratos 8,9, e aqui apresentamos um dispositivo simples para treinamento estático de camundongos. Quando as patas traseiras dos camundongos são levantadas, seus músculos abdominais se contraem devido ao reflexo de endireitamento, as patas dianteiras agarram a barra transversal na frente e, em seguida, os membros dianteiros e traseiros se contraem contra a gravidade. Os ratos não podem se mover depois de agarrar a barra curta, resultando em seus músculos em um estado de contração isométrica.
Protocol
Representative Results
Discussion
O treinamento de força estática pode reduzir o acúmulo de gordura, ajudar na perda de peso e aumentar o metabolismo8. Além disso, aumenta a expressão de PGC-1α e a biogênese mitocondrial em células musculares esqueléticas, levando a uma melhora do metabolismo da glicose em camundongos com diabetes mellitus tipo 2 e consequente redução nos níveis de glicose no sangue11. Para confirmar o impacto e o mecanismo do treinamento estático no DM2, dispositivos apropriad…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pelo segundo lote de projetos especiais de pesquisa científica da Base Nacional de Pesquisa Clínica de Medicina Tradicional Chinesa (JDZX2015127, com sede no Hospital Provincial de Medicina Chinesa de Anhui).
Materials
| Acrylic boards | Transparent acrylic boards with 5mm thickness. The size should be larger than 20cm×20cm | ||
| Boxes | Two boxes of the same height (15~20cm) | ||
| ELISA KIT | H203-1-2 | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | |
| Hot melt glue gun | Avoid touching the gun head to cause burns | ||
| Knives | No special requirement | ||
| Metformin tablets | 1396309 | Sigma | |
| scissors | No special requirement | ||
| Sticks | Several wooden sticks with a diameter of 3mm | ||
| Streptozotocin | S0130 | Sigma | |
| Tape | No special requirement | ||
| Transmission Electron Microscope (TEM) | HT7700 | HITACHI |
References
- Zheng, Y., Ley, S. H., Hu, F. B. Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications. Nat Rev Endocrino. 14 (2), 88-98 (2018).
- Li, X., et al. Effects of fitness qigong and tai chi on middle-aged and elderly patients with type 2 diabetes mellitus. Public Lib Sci. 15 (12), e0243989 (2020).
- Qin, J., et al. Effect of tai chi on quality of life, body mass index, and waist-hip ratio in patients with type 2 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis. Front Endocrino. 11, 543627 (2020).
- Yang, H., Wu, X., Wang, M. Effect of conventional medical treatment plus Qigong exercise on type 2 diabetes mellitus in Chinese patients: A Meta-analysis. J Trad Chinese Med. 38 (2), 167-174 (2018).
- Yu, X., Chau, J. P. C., Huo, L. The effectiveness of traditional Chinese medicine-based lifestyle interventions on biomedical, psychosocial, and behavioral outcomes in individuals with type 2 diabetes: A systematic review with meta-analysis. Int J Nurs Stud. 80, 165-180 (2018).
- Ağgön, E., et al. Effect of dynamic and static strength training on hormonal activity in elite boxers. Baltic J Health Phys Activity. 12 (3), 1-10 (2020).
- Merico, A., et al. Effects of combined endurance and resistance training in Amyotrophic Lateral Sclerosis: A pilot, randomized, controlled study. Eur J Translat Myo. 28 (1), 7278 (2018).
- Liu, Y., et al. Eight weeks of high-intensity interval static strength training improves skeletal muscle atrophy and motor function in aged rats via the PGC-1α/FNDC5/UCP1 pathway. Clin Interven Aging. 16, 811-821 (2021).
- Jun, X., et al. Animal model for static massage training. Massage Guid. (02), 5-6 (2000).
- Wei, J., et al. Mechanism by which static exercise improves insulin resistance in skeletal muscle of type 2 diabetes. Chinese J Tiss Eng Res. 28 (08), 1271-1276 (2024).
- Zhenrui, L., Fang, L., Wu, W., Huang, J. The effect of static training on upper limb motor ability in aged rats was studied based on PGC-1α signal pathway RNA interference. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 30 (01), 247-249 (2019).
- Lee, S. H., Park, S. Y., Choi, C. S. Insulin resistance: From mechanisms to therapeutic strategies. Diab Metab J. 46 (1), 15-37 (2022).
- Campos, J. C., et al. Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics. Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (2), e2204750120 (2023).
